Вчені створили нанороботів, здатних знищити пухлину сечового міхура

Іспанські вчені успішно поборолися із раком сечового міхура. Вони створили нанороботи, які харчуються сечовиною, які проникають усередину ракових клітин і знищують їх за допомогою радіоактивних атомів.

Рак сечового міхура — один з найпоширеніших. Він посідає четверте місце серед найпоширеніших пухлин у чоловіків. Незважаючи на відносно високе виживання, ремісія у пацієнтів триває короткий час. Майже половина форм пухлин сечового міхура дає рецидиви протягом п’яти років після одужання. 

Пацієнти потребують постійного медичного обстеження та повторного курсу прийому ліків, що у фінансовому плані значно навантажує систему охорони здоров’я. Цей тип раку один із найдорожчих у лікуванні, яке зазвичай передбачає пряме введення імунотерапевтичних та/або хіміотерапевтичних препаратів у сечовий міхур.

Сучасні методи лікування мають побічні ефекти і не завжди допомагають остаточно перемогти рак сечового міхура, про що свідчить статистика щодо випадків повернення хвороби. Перспективна альтернатива такого лікування — нанороботи (наночастки), здатні доставляти речовини, що діють, безпосередньо до пухлини. Особливий інтерес мають наномашини, які можуть самостійно пересуватися в організмі. 

Такі «біологічні пристрої» створила група іспанських біохіміків з Інституту біоінженерії Каталонії, Інституту біомедицини Барселони та Автономного університету Барселони. Вчені розповіли про це у статті, опублікованій у журналі Nature Nanotechnology . 

Нанороботи є кремнієвими пористими сферичними структурами діаметром 450 нанометрів, що містять штучний радіоактивний ізотоп йоду — йод-131. Цей ізотоп медики використовують для знищення ракових клітин деяких типів пухлин. Поверхня біомашин покрита різними компонентами, серед яких є наночастинки золота та молекули уреази — ферменту, що здійснює розщеплення сечовини з утворенням аміаку та вуглекислого газу. 

Останній відіграє роль «двигуна» наномашини. Фермент взаємодіє із молекулами сечовини, які змушують крихітні машини рухатися. Потім нанороботи доставляють свій вміст прямо в ракові клітини, де накопичуються ліки. В результаті терапевтичний ефект розподіляється рівномірно по всьому сечовому міхуру, тоді як для існуючих протипухлинних препаратів це велика проблема. 

Свою технологію іспанські біохіміки випробували на лабораторних мишах, яким спочатку ввели культури клітин раку сечового міхура, а через деякий час — нанороботів. Спостереження за гризунами, що включали позитронно-емісійну томографію і мікрофотографії тканин, показали, що наночастинки постійно рухалися по сечовому міхуру мишей і активно проникали всередину пухлини. 

«За допомогою однієї дози наночастинок ми досягли 90-відсоткового скорочення обсягу пухлин у гризунів. Важливо: без видимої шкоди для решти організму тварин. Зазвичай, пацієнтам з таким типом раку для досягнення позитивного ефекту потрібно від шести до 14 процедур. Простіше кажучи, наші нанороботи можуть зробити революцію в лікуванні раку сечового міхура, скоротять тривалість госпіталізації та зменшать витрати на лікування. Але насамперед необхідні випробування на людях», — зазначив Самуель Санчес (Samuel Sanchez), один із авторів роботи. 

Чому наночастки проникають у ракові клітини? На думку дослідників, це пов’язано зі структурою новоутворень усередині сечового міхура — губчастою та пухкою, яка полегшує проникнення нанороботів у їхню товщу.    Наступний крок іспанських учених — зрозуміти, чи станеться рецидив раку гризунів після лікування наночастинками.